溫室大棚冬季供暖探究

王幫玉

溫室大棚冬季供暖探究

王幫玉

（太原學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程系山西太原030032）

許多地區(qū)由于地理位置的原因，冬季較為寒冷，因此溫室的隔熱與采熱極為重要。為保證設(shè)施農(nóng)業(yè)的產(chǎn)出，滿足當?shù)厝藗兊纳钚枨螅恼聦涞貐^(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢以及冬季溫室大棚供暖存在的問題進行分析，并提出了優(yōu)化建議。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；溫室大棚；冬季供暖；優(yōu)化；對策

農(nóng)業(yè)是我國眾多產(chǎn)業(yè)中的主要產(chǎn)業(yè)之一，溫室大棚是農(nóng)業(yè)發(fā)展中不可或缺的組成部分，其作用越來越重要。近年來，綠色防治技術(shù)、節(jié)水灌溉、測土配方施肥等相關(guān)農(nóng)業(yè)技術(shù)與工程的建設(shè)與應(yīng)用，形成了生態(tài)友好型的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。我國農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展也進入了新的階段，許多農(nóng)業(yè)種植戶越來越偏愛使用溫室大棚，在政府的引導(dǎo)與帶領(lǐng)下，溫室大棚也不斷實現(xiàn)了智能化、機械化與規(guī)模化。隨著經(jīng)濟水平的不斷提高與社會的日益進步，人們對于反季節(jié)果蔬、綠色生產(chǎn)無公害農(nóng)產(chǎn)品的需求不斷增加，但由于許多地區(qū)溫室大棚的老化、當?shù)貧夂蛴绊懸约吧a(chǎn)成本增加等諸多因素的影響，溫室大棚傳統(tǒng)燃煤供暖方式中的問題日益凸顯，比如經(jīng)營生產(chǎn)成本高、燃煤存在火災(zāi)隱患、易造成環(huán)境污染等，這些問題都制約了冬季溫室大棚的正常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)[1]。

1 溫室大棚的種植優(yōu)勢

（1）實現(xiàn)農(nóng)副產(chǎn)品反季節(jié)生產(chǎn)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植中大多是根據(jù)24 節(jié)氣選擇適合季節(jié)生長的農(nóng)產(chǎn)品進行種植，果蔬品類較為單一，溫室大棚的投入使用可以實現(xiàn)果蔬的提前產(chǎn)出，并且可以延長采收期，種植的果蔬種類也較多，滿足人們對新鮮果蔬的需求。

（2）實現(xiàn)果蔬的綠色無公害種植生產(chǎn)。在經(jīng)濟不斷增長的前提下，人們的生活水平不斷提升，對于果蔬的要求也在日益提高。溫室大棚設(shè)施農(nóng)業(yè)的種植生產(chǎn)，通過在溫室大棚的通風(fēng)口、出入口等位置布置防塵網(wǎng)等措施，可以在一定程度上降低病蟲災(zāi)害造成的損失，減少室外灰塵、霧霾等對果蔬造成的影響，通過外在設(shè)施的布置調(diào)節(jié)特定的氣候環(huán)境，減少自然災(zāi)害對農(nóng)作物產(chǎn)生的損害，生產(chǎn)出高質(zhì)量的綠色無公害果蔬產(chǎn)品。

（3）高效節(jié)能。溫室大棚在建造過程中還應(yīng)考慮使用透明的覆蓋材料，以確保溫室大棚內(nèi)升溫快、采光好。溫室大棚內(nèi)晝夜溫差較大，日光溫室溫度通常比室外高20 ℃左右，夜間溫差僅在2 ℃～3 ℃。利用自然光提高溫室大棚內(nèi)的溫度，可以達到果蔬種植的最佳溫度，大大提高反季節(jié)蔬菜的品質(zhì)和產(chǎn)量，并達到高效生產(chǎn)且節(jié)能的目的[2]。

2 寒冷地區(qū)冬季溫室大棚供暖現(xiàn)狀

近年來，隨著城鄉(xiāng)一體化進程的加快，許多農(nóng)村地區(qū)的溫室大棚農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得了長遠發(fā)展。隨著棚膜經(jīng)濟的發(fā)展，對溫室大棚設(shè)施的要求也逐漸提升，許多地區(qū)冬季較為寒冷，溫室大棚內(nèi)取暖設(shè)施不完善，導(dǎo)致冬季大多數(shù)溫室大棚都會關(guān)閉，果蔬需要通過南運北調(diào)的方式滿足當?shù)厝嗣駥π迈r果蔬的需求[3]。因此，文章以新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依市為例，對冬季生產(chǎn)日光溫室供暖進行詳細分析。

2.1 基本情況

目前，克拉瑪依市正常的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)溫室大棚大約有2.5萬座，冬季以黃瓜、辣椒、葉菜、西紅柿等蔬菜為主，個別種植蘑菇，在當?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場的其他蔬菜以外地采購為主。克拉瑪依當?shù)氐亩練鉁剌^低，1月份平均高溫約-2℃，平均低溫約-10 ℃，冬季日光照射強度較弱，晝夜只能依靠棉被遮蓋，無法滿足農(nóng)作物正常生長所需的溫度條件，而溫室大棚內(nèi)的溫度需要達到15 ℃才能滿足農(nóng)作物生產(chǎn)所需的溫度條件，若無法達到該溫度則極易產(chǎn)生低溫傷害，影響果蔬的質(zhì)量與產(chǎn)量。若降雪天氣持續(xù)發(fā)生，大多數(shù)溫室大棚更是會因日光照射不足、供暖條件不夠?qū)е峦．a(chǎn)或大量減產(chǎn)。

目前克拉瑪依市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)日光溫室大棚大多為單體溫室，后墻多為夯土墻，一般情況下墻體不具備蓄熱填充物，由于地形與氣候的影響，當?shù)囟救照諒姸容^弱，溫室大棚內(nèi)的蓄熱功能較差，依靠太陽日光照射，棚內(nèi)溫度無法滿足果蔬的生長需求，需要通過采取其他措施進行補充供暖，保障溫室大棚內(nèi)的溫度與果蔬的正常生產(chǎn)[4]。

2.2 供暖情況

當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)日光溫室大棚補充供暖方式主要分為燃煤供暖與電供暖。

（1）燃煤供暖。燃煤供暖方式是克拉瑪依當?shù)販厥掖笈锒竟┡闹饕绞街唬鶕?jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，當?shù)販厥掖笈锏墓┡局饕獜?2月維持到次年2月下旬，用以保證棚內(nèi)夜間溫度達到適合果蔬正常生長的15 ℃，每畝大約需要燃煤10 t，市價約450 元/噸，即溫室大棚每年冬季供暖季的燃煤費用大約在4 500 元/畝。主要有“普通燃煤爐+爐筒”和“煤+電”熱風(fēng)爐兩種供暖設(shè)施，其中“普通燃煤爐+爐筒”一套費用約200 元，每畝需要8 套，即總費用約為1 600 元/畝，以五年折舊期為標準計算，每年供暖季約為320 元/畝；“煤+電”熱風(fēng)爐供暖設(shè)施的費用為2 500 元/臺，每畝需要2 臺，設(shè)備成本大約在5 000 元/畝，每年供暖季約為1 000 元/畝。綜合對比計算可以看出，“普通燃煤爐+爐筒”供暖設(shè)施的整體成本較低，但由于夜間也需要供暖，以雇傭人力為標準計算，整個供暖周期每畝人工成本約合3 500 元，即每年溫室大棚供暖季使用燃煤供暖方式的成本為燃煤費用、設(shè)備成本、雇傭人工成本的總和，即8 320～9 000 元/畝。

（2）電供暖。冬季供暖季同樣為12 月維持到次年2月下旬，為保證適宜的果蔬生長溫度，溫室大棚約合1.5萬度/畝，以當?shù)氐碾妰r0.312 元/度為標準計算，溫室大棚在冬季供暖季所需消耗的總用電成本大約為4 680 元/畝。為了保證供暖需求，每畝需要配置2 臺熱風(fēng)機，市場價大約為1 000 元/臺，共2 000 元，以五年折舊期為標準計算，每年供暖季約為400 元/畝；此外還需安裝架設(shè)三相電與電線等，約合2 300 元/畝，以五年折舊期為標準計算，每年供暖季約為460 元/畝，即每年溫室大棚供暖季使用電供暖方式的成本為電費、設(shè)備成本的總和，即5 540 元/畝[5]。

3 冬季溫室大棚供暖存在的問題

3.1 用電成本高

電供暖與燃煤供暖方式的區(qū)別在于安全性與穩(wěn)定性相對較高，不需耗費人力，升溫較快，棚內(nèi)溫度也較為穩(wěn)定。當?shù)仫L(fēng)力資源豐富，而電力資源又屬于一種清潔能源，與燃煤供暖方式相比對環(huán)境更有利。溫室大棚供暖為夜間，利用電供暖的方式在夜間供暖屬于錯峰用電，對電網(wǎng)造成的負荷壓力也小，有利于獲得更高的生態(tài)與經(jīng)濟效益。通過上述分析可以知道溫室大棚每年冬季供暖季采用電供暖方式的電費為4 680 元/畝，采用燃煤供暖方式的燃煤購置費為4 500 元/畝，電供暖方式成本費用略高于燃煤供暖方式，當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)溫室大棚的種植戶也普遍反映用電成本較高。

3.2 燃煤供暖存在安全隱患

由于設(shè)施農(nóng)業(yè)中溫室大棚所用的塑料棚膜、棉被等均屬于易燃物品，而燃煤供暖方式屬于明火，存在較大的火災(zāi)安全隱患，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢無法控制；燃煤供暖方式依托人工完成，通過向爐筒或熱風(fēng)爐中添加煤炭控制火勢以調(diào)節(jié)溫度大棚內(nèi)的溫度，溫度不易掌控，若煤燃燒不充分還有可能引發(fā)一氧化碳中毒。此外，每噸標準煤的燃燒會產(chǎn)生一定量的CO2、SO2與氮氧化物等產(chǎn)物，此類產(chǎn)物屬于污染物，直接排放會在一定程度上導(dǎo)致空氣質(zhì)量惡化。

4 冬季溫室大棚供暖優(yōu)化對策

4.1 加強技術(shù)支持力度

農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門應(yīng)做好相關(guān)工作與種植戶合作，探索和優(yōu)化冬季溫室供暖周期、適宜的供暖溫度和供暖時長等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，以確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最佳效益比。通過對電路的改進，可以適當推廣“電供暖+LED燈補光”生活模式，以此保障溫室大棚內(nèi)的溫度達到適宜果蔬生長的室溫，在冬季光照周期短或日光照射不足的條件下，通過LED燈補光的形式提高果蔬的生長量，保證高品質(zhì)果蔬的產(chǎn)出量，以滿足市場對新鮮果蔬的供給需求。

4.2 加強政策扶持力度

隨著國家提出“大力發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、穩(wěn)定農(nóng)副產(chǎn)品供應(yīng)”，許多地區(qū)都采取了相應(yīng)措施，加大了對溫室大棚果蔬生產(chǎn)扶持力度，在這樣的大環(huán)境發(fā)展背景下，國家還應(yīng)繼續(xù)加強政策扶持力度，將電供暖納入設(shè)施溫室改造規(guī)劃中，對線路進行統(tǒng)一改造，根據(jù)農(nóng)村電供暖價格和冬季供暖季情況，為溫室大棚種植戶提供適合的錯峰電價，保證種植戶的用電成本，以此獲取更高的經(jīng)濟效益與社會效益。同時，針對電供暖設(shè)施成本投入較高的情況，通過相關(guān)政策鼓勵企業(yè)與種植戶合作，通過合作幫助種植戶實現(xiàn)“煤改電”供暖，提高經(jīng)濟收益，實現(xiàn)雙贏[6]。

4.3 發(fā)展智能化、集成化溫室配套設(shè)施

目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)日光溫室大棚供暖中，溫室綜合智能化配套設(shè)施的研究體系還不夠完善，由于資金方面的短缺，高端玻璃溫室配套設(shè)施成本高，還未得到廣泛推廣與應(yīng)用，現(xiàn)有的溫室設(shè)施大多數(shù)均為單項作業(yè)，在該方面可以適當發(fā)展智能化、集成化溫室配套設(shè)施，加強一體化溫室智能控制設(shè)施的研發(fā)力度，實現(xiàn)針對不同果蔬進行不同溫度控制、濕度控制、日照時間控制等操作，避免傳統(tǒng)燃煤供暖帶來的潛在隱患等。

5 結(jié)語

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)日光溫室大棚設(shè)施的研究已經(jīng)取得了很大進展，基本能夠滿足許多地區(qū)冬季果蔬生長對供暖的需求，但還存在很多不足，需要不斷優(yōu)化，在政策與政府的支持下加強對可控性好、運行穩(wěn)定、高效節(jié)能的新型農(nóng)業(yè)溫室大棚供暖設(shè)施的研發(fā)力度，以滿足溫室大棚的實際生產(chǎn)需求。

[1]羅喬丹.嚴寒地區(qū)溫室大棚熱風(fēng)采暖特性研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2020.

[2]穆龍飛,馮竟竟,楊進波,等.山東地區(qū)農(nóng)業(yè)日光溫室建筑圍護結(jié)構(gòu)材料熱工性能分析[J].北方園藝,2019(14):60-65.

[3]王傳清,李純青,魏珉,等.不同圍護結(jié)構(gòu)日光溫室環(huán)境性能比較[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2018,50(8):63-66,71.

[4]鮑恩財,鄒志榮,張勇.主動蓄熱日光溫室不同氣流方向后墻傳熱CFD模擬[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2018,34(22):169-177.

[5]武亞麗,狄育慧,姜輝.北京市某農(nóng)藝園地?zé)釡厥夜嵯到y(tǒng)節(jié)能改造[J].制冷與空調(diào)(四川),2016,30(6):696-699,711.

[6]趙江龍.嚴寒地區(qū)日光溫室室內(nèi)熱環(huán)境的研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2014.

王幫玉（1996- ），男，甘肅定西人，本科在讀，研究方向：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程。

S62

A

2095-1205(2021)02-34-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.02.16